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ナビゲーションarXiv:2510.26909

NaviTrace:視覚言語モデルの身体性ナビゲーション評価ベンチマーク

NaviTrace: Evaluating Embodied Navigation of Vision-Language Models

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視覚言語モデルに指示と身体タイプを与え、画像空間での2Dナビゲーション軌跡を出力させるVQAベンチマークを提案し、8つの最先端モデルを評価した。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 視覚言語モデル(VLM)の embodied navigation 能力を評価するための高品質な Visual Question Answering benchmark「NaviTrace」 - モデルは instruction と embodiment type(human, legged robot, wheeled robot, bicycle)を受け取り、image space 上の 2D navigation trace を出力する - 1000 scenarios・3000 以上の expert traces から構成 - 新指標 semantic-aware trace score を導入し、8 つの state-of-the-art VLM を体系的に評価 - benchmark と leaderboard を公開

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来の評価は costly な real-world trials、過度に単純化された simulation、限られた benchmarks に制約されていた - NaviTrace は scalable かつ reproducible な benchmark を提供 - 実世界 trial を必要とせず、image space の 2D trace として navigation を評価 - 複数の embodiment type を条件に含める点が従来と異なる - 詳細な先行研究との個別比較は要旨からは不明

3. 技術・手法の肝は?

- instruction と embodiment type を入力とし、モデルが image space 上の 2D navigation trace を出力する VQA 形式 - 新指標 semantic-aware trace score を導入 - Dynamic Time Warping distance - goal endpoint error - per-pixel semantics に基づく embodiment-conditioned penalties - この指標は human preferences と相関する - 1000 scenarios・3000 以上の expert traces を整備

4. どうやって有効だと検証した?

- 8 つの state-of-the-art VLM を NaviTrace 上で体系的に評価 - 新指標 semantic-aware trace score を用いて評価し、human preferences との相関を確認 - 評価の結果、human performance との一貫した gap を発見 - gap の原因として poor spatial grounding と goal localization を特定 - 具体的な被評価モデル名や数値は要旨からは不明

5. 議論はある?

- VLM は human に対して一貫した性能差があり、主因は poor spatial grounding と goal localization - real-world robotic navigation 向けに scalable で reproducible な benchmark を確立 - 実世界 trial や過度に単純化された simulation に依存しない評価の可能性を示す - embodiment-conditioned penalties の設計や限界に関する詳細な議論は要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- NaviTrace の benchmark と leaderboard(https://leggedrobotics.github.io/navitrace_webpage/)で参照されている研究 - 評価対象の 8 つの state-of-the-art VLM の原論文 - Dynamic Time Warping を用いた trajectory 評価の関連研究 - Visual Question Answering を用いた embodied navigation 評価の関連研究 - 要旨で個別に参照・比較されている研究は明示されていないため、上記は関連手法・定番領域を一般名で挙げたもの

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Tim Windecker, Manthan Patel, Moritz Reuss, Richard Schwarzkopf, Cesar Cadena, Rudolf Lioutikov, Marco Hutter, Jonas Frey

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Vision-language models demonstrate unprecedented performance and generalization across a wide range of tasks and scenarios. Integrating these foundation models into robotic navigation systems opens pathways toward building general-purpose robots. Yet, evaluating these models' navigation capabilities remains constrained by costly real-world trials, overly simplified simulations, and limited benchmarks. We introduce NaviTrace, a high-quality Visual Question Answering benchmark where a model receives an instruction and embodiment type (human, legged robot, wheeled robot, bicycle) and must output a 2D navigation trace in image space. Across 1000 scenarios and more than 3000 expert traces, we systematically evaluate eight state-of-the-art VLMs using a newly introduced semantic-aware trace score. This metric combines Dynamic Time Warping distance, goal endpoint error, and embodiment-conditioned penalties derived from per-pixel semantics and correlates with human preferences. Our evaluation reveals consistent gap to human performance caused by poor spatial grounding and goal localization. NaviTrace establishes a scalable and reproducible benchmark for real-world robotic navigation. The benchmark and leaderboard can be found at https://leggedrobotics.github.io/navitrace_webpage/.

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